JPH0564690B2 - - Google Patents

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JPH0564690B2
JPH0564690B2 JP63305727A JP30572788A JPH0564690B2 JP H0564690 B2 JPH0564690 B2 JP H0564690B2 JP 63305727 A JP63305727 A JP 63305727A JP 30572788 A JP30572788 A JP 30572788A JP H0564690 B2 JPH0564690 B2 JP H0564690B2
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JP
Japan
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cooling
steel strip
roll
temperature
transfer coefficient
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63305727A
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English (en)
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JPH02153023A (ja
Inventor
Satoshi Teshigawara
Tamotsu Tomobe
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication of JPH0564690B2 publication Critical patent/JPH0564690B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5735Details
    • C21D9/5737Rolls; Drums; Roll arrangements

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の技術分野) 本発明は、鋼帯の連続焼鈍等における高温の鋼
帯の冷却方法に係り、内部を冷却した複数のロー
ルにより鋼帯を冷却するに際して冷却ロールを前
段冷却ロール群と後段冷却ロール群とに分け、そ
れぞれの冷却ロール群における鋼帯と冷却ロール
間の熱伝達係数を変えて鋼帯の冷却を行なうロー
ル冷却法に関するものである。 (従来の技術) 連続焼鈍炉等における高温の鋼帯の冷却方法の
一つとして採用されているロール冷却方法は、千
鳥状に配置した複数の冷却ロールに鋼帯を通板さ
せて冷却する方法であり、設備費やエネルギー消
費量が小であるとともに、鋼帯の表面状況が良好
に保たれるという特徴を有する。 このロール冷却法を更に具体的に述べると、第
1図に示すように適宜の間隔(L)を隔てて上下自在
に支持された複数個の冷却ロール1間を鋼帯2を
ロールの接触させながら通板させて冷却するもの
であつて、冷却ロール1を上下させてロールへの
鋼帯2の接触角(θ)を変えることにより鋼帯2
の接触周長(l1)の総和を調整し得るように構成
されている。 ところで一般にこのようなロール冷却法におい
て、冷却ロールの仕様を決定する手順としては、 (1) 鋼帯の必要温度降下量と、得られる鋼帯の品
質上の制約から定まる1ロール当たりの許容温
度降下量とにより必要ロール本数を決定し、更
に (2) 通板する鋼帯のうちの板厚最大のものを所定
温度量抜熱し得るように、ロール径並びに鋼帯
とロール間の熱伝達係数αを決定する。 (発明が解決しようとする課題) しかして、上記したように冷却ロールの仕様を
厚物鋼帯を基準として決定する結果、薄物鋼帯の
冷却を行なう場合に冷却初期の高温域において急
冷になり過ぎ、しばしば得られる製品が平坦不良
となる不都合を生じた。 このため薄物鋼帯の冷却を行なうにはロール冷
却の開始温度を下げてやらざるを得ない、即ち、
この場合において、連続焼鈍炉等において高温に
加熱された鋼帯の冷却部のロール冷却開止時点に
至るまでに冷却ガスによるジエツト噴射を行なう
ことによつて所定温度まで降下させる方法が採ら
れているが、このようなガス噴射による方法は操
業コストの増加を招くのみならず、冷却能が低い
ために得られた鋼帯製品の降伏点を高くしたり、
時効性を劣化させるなど材質上の問題を惹起する
ので好ましくない。 本発明は、従来の鋼帯ロール冷却法における叙
上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは薄物から厚物までの広範な板厚範
囲に対応して、鋼帯の平坦度、材質等を損なうこ
となく所定温度範囲の冷却を行ない得るような方
法を提供しようとするものである。 (課題を解決するための手段) 本発明者らはこの発明を行なうに際し、研究検
討を重ねた結果、冷却ロール群を前段と後段とに
分け、前段の冷却ロール群における鋼帯とロール
間の熱伝達係数を或る程度小さく抑え、その代わ
りに後段の冷却ロール群における熱伝達係数を前
段に比して大きくすることによつて、薄厚両鋼帯
に対応してロール冷却が可能となることについて
の知見を得てこの発明を完成した。 即ち、本発明は複数の冷却ロールに高温の鋼帯
を連続的に通板して冷却する鋼帯のロール冷却法
において、冷却ロールを前段冷却ロール群と後段
冷却ロール群とに区分し、前段冷却ロール群にお
ける鋼帯の冷却ロール間の熱伝達係数α1を後段冷
却ロール群における鋼帯と冷却ロール間の熱伝達
係数α2よりも小とすることを特徴とする鋼帯のロ
ール冷却法であり、更には、前段冷却ロール群を
鋼帯のロール入側温度が600℃を超えるような領
域に、また後段冷却ロール群を鋼帯のロール入側
温度が600℃以下になるような領域に区分設定す
るとともに、前段冷却ロール群における鋼帯と冷
却ロール間の熱伝達係数α1を1200Kcal/m2h℃
以下とし、また後段冷却ロール群における鋼帯と
冷却ロール間の熱伝達係数α2を1800Kcal/m2
℃以上としたことを特徴とする鋼帯のロール冷却
法である。 (作用) 次に、本発明を行なうに当たり、本発明者らの
行なつた一連の実験及びその考察結果について述
べる。例えば絞り用冷却鋼板を製造する場合の代
表的な連続焼鈍炉のヒートパターンは第2図に示
すごとくであり、700℃付近迄加熱され、同温度
にて均熱保持された鋼帯は400℃付近の過時効処
理温度迄ロール冷却されるが、冷却開始時におけ
る鋼帯温度と1冷却ロール当たりの許容温度降下
量との間には密接な関係があり、600℃以上の高
温域では鋼帯温度が高いほど降伏応力が低下する
ので、小さな温度降下量でも平坦度不良を起し易
い。 上記の観点から、通常冷却開始時の高温域、つ
まり鋼帯温度が600〜700℃付近である場合には、
1冷却ロール当たりの許容温度降下量は30〜40℃
近辺が妥当であるとされている。しかしながら、
上記した許容温度降下量の値は鋼帯温度のみなら
ず、鋼帯の厚さや鋼帯と冷却ロール間の熱伝達係
数によつても変わつてくる。即ち、一般にロール
冷却法においては通板する鋼帯の各ロール単体で
の冷却速度Ec、ロール接触時間t、接触周長l1
び接触角θ等は次式(1)〜(4)で示される関係にある
とされている。 即ち、 Ec=α×(T1−T2)/h×10-3・Cp×loT1−T3/T2−T3
×3600……(1) t=T1−T2/Ec ……(2) l1=t×v/60×1/N ……(3) θ=l1×360/Dπ ……(4) ここで、 α:熱伝達係数(Kcal/m2・h・℃) T1:冷却開始温度(℃) T2:冷却終了温度(℃) T3:ロール表面温度(℃) h:板厚(mm) Cp:比熱(Kcal/Kg・℃) V:ライン速度(m/min) N:ロール本数 D:ロール径(m) 上式からも判かるように、ロールと接触中の鋼
帯の冷却速度Ecは、熱伝達係数αに比例し、板
厚hに反比例する。従つて、特に温度降下量を厳
しく制御しなければならない高温域において、板
厚hの大きい鋼帯を通板させた場合に適正な冷却
速度になるように熱伝達係数αを定めておくと、
板厚hの小さな薄板を通板する場合に冷却速度
Ecが大きくなり過ぎて平坦不良の原因となる。
また板厚hに比して熱伝達係数αが大きいとき
は、冷却速度Ecを適当な範囲に維持させようと
すると鋼帯と冷却ロール間の接触角θを小さくせ
ねばならず、両者間の接触が不安定となり所謂バ
タツキ現象が起つて鋼帯長手方向に温度不均一を
生じ、これまた平坦不良の原因となる。 本発明者らはこのような観点から冷却開始時の
高温域で問題を起し易い薄板鋼帯(0.8mmt×
914w)を使用して、鋼帯と冷却ロール間の熱伝
達係数αと冷却後の鋼帯平坦度との関係を求める
べく実験を行なつた。 なお実験には径1400mmのロールを用い、ライン
速度を200m/minとした。また熱伝達係数αの
制御はロール表面粗さ及び冷却ロール内部に通す
冷媒温度、流量を調節することによつて行なつ
た。 結果を第1表に示す。
【表】 第1表の結果より、鋼帯温度600〜700℃の高温
域においては冷却後の平坦度の良好な鋼帯を得る
ためには、鋼帯と冷却ロール間の熱伝達係数αを
1200Kcal/m2h℃以下の比較的緩冷却条件とす
ることが望ましいことが判かつた。 また、上記した絞り冷延鋼の連続焼鈍において
焼鈍保持温度の700℃付近から過時効温度の400℃
付近までロール冷却する場合、1ロール当たりの
許容温度降下量(30〜50℃)から使用するロール
本数は7本程度が適切であるとされるが、高温域
から低温域に至るまでの冷却ロール全てを上記し
たような熱伝達係数αの小さい緩冷却条件でおこ
なうときは、同一ロール本数の装置では板厚hの
大きな鋼帯は抜熱しきれなくなつて、400℃の所
定温度まで冷却することは困難となる。従つて、
本発明者らは、鋼帯の冷却条件が鋼帯平坦度にあ
まり大きな影響を与えることのない冷却後半の低
温域における熱伝達係数を大きくして急冷却条件
を適用することにより、薄板から厚板に至るまで
のかなりの広範囲の板厚の鋼帯に対応して平坦度
を劣化させることなく、所定の温度域までの冷却
を達成し得ると考えて次の実験を行なつた。 実験には7本の冷却ロールを使用し、加熱鋼帯
を700℃付近から600℃付近迄冷却するための冷却
ロール3本(1本当たり許容温度降下量:30〜40
℃)を前段冷却ロール群、600℃付近から400℃付
近迄冷却するための冷却ロール4本(1本当たり
の許容温度降下量:40〜50℃)を後段冷却ロール
群の2群に区分し、前段ロール群における鋼帯/
冷却ロール間の熱伝達係数α1を第1表の結果を適
用して1000及び1200kcal/m2h℃とし、後段ロー
ル群の熱伝達係数α2を1200〜1800Kcal/m2h℃
の範囲にて適宜変化させ、低温域における温度降
下不足を起こし易いことが予想される厚板鋼帯
(1.6mmt×914t)について冷却実験を行なつた。 ロール径は1400mm、ロール間隔は1500mmであ
り、ライン速度は200m/minに設定した。 実験結果を第表に示す。
【表】 第2表において実験結果を示す記号×は鋼帯が
所定降下温度を達成できなかつたことを示し、括
弧内は降下到達温度を示す。記号〇は鋼帯が支障
なく所定温度まで冷却し得たことを示す。 第2表の結果より前段冷却ロール群における熱
伝達係数α1を1000乃至1200Kcal/m2h℃の緩冷
却条件とした場合に後段冷却ロールにおける熱伝
達係数α2を1800Kcal/m2h℃以上の急冷却条件
に取れば、かなりの厚板の冷却を行なうときでも
所定の降下温度量を達成出来ることが判かる。 以上述べた二つの実験の結果を総合すると、高
温の鋼帯を複数の冷却ロールによるロール冷却法
によつて所定温度迄冷却するに際し、冷却ロール
を前段と後段の二つのロール群に区分して、それ
ぞれのロール群における鋼帯/ロール間の熱伝達
係数を変え、前段においては緩冷却条件とし、後
段において急冷却条件にすることにより、薄物か
ら厚物に至るまでの広範な厚さの変化に対応して
鋼帯を平坦度良く所定温度まで冷却を行なうこと
が出来るので極めて効率的である。 なお、上記の実験は絞り用冷却鋼板の連続焼鈍
におけるロール冷却についてのものであるが、こ
の発明はこれに限るものでなく、同様なヒートパ
ターンを有する他の鋼種における鋼帯ロール冷却
に適用出来るものであることは云うまでもない。 (実施例) 300mmφの冷却ロール7本で構成した実験装置
を使用し本発明による冷却条件と従来法による冷
却条件とについて、板厚1.6mmと0.8mnの2種類
の鋼帯の冷却を行ないその結果を第3表に示し
た。
【表】
【表】 *冷却開始温度迄ガス噴射冷却を実施
第3表の結果から従来法、つまり厚板基準で鋼
帯/ロール間の熱伝達係数を定めた場合には、薄
板鋼帯のロール冷却を700℃付近から行なおうと
すると平坦不良を生じ、やむなくガス噴射冷却等
によつてロール冷却の開始温度を引下げるような
措置を採らざるを得ず、このような付加的な操作
を行なうことはコスト的にも、材質管理上からも
問題がある。しかるに本発明によるときは厚板
(1.6mm)から薄板(0.8mm)に至るまで平坦度を
損なうことなく400℃付近の所定温度迄の冷却を
遂行することが出来ることが判る。 (発明の効果) 以上説明した如く、本発明の方法によれば、ガ
ス噴射冷却を施すなど特別の付加装置を講ずるこ
となく広範の板厚範囲の鋼帯に対し、良好な平坦
度を以て所定のロール冷却が可能となるので鋼帯
の連続焼鈍ラインの一次冷却処理において卓越し
た効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はロール冷却法のロール配置を示す模式
図、第2図は連続焼鈍炉における絞り冷延鋼のヒ
ートパターンを示す熱曲線図である。 1……冷却ロール、2……鋼帯。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の冷却ロールに高温の鋼帯を連続的に通
    板して冷却する鋼帯のロール冷却法において、冷
    却ロールを前段冷却ロール群と後段冷却ロール群
    とに区分し、前段冷却ロール群における鋼帯と冷
    却ロール間の熱伝達係数α1を後段冷却ロール群に
    おける鋼帯と冷却ロール間の熱伝達係数α2よりも
    小とすることを特徴とする鋼帯のロール冷却法。 2 前段冷却ロール群を鋼帯のロール入側温度が
    600℃を超えるような領域に、また後段冷却ロー
    ル群の鋼帯をロール入側温度が600℃以下になる
    ような領域に区分設定するとともに、前段冷却ロ
    ール群における鋼帯と冷却ロール間の熱伝達係数
    α1を1200Kcal/m2h℃以下とし、また後段冷却
    ロール群における鋼帯と冷却ロール間の熱伝達係
    数α2を1800Kcal/m2h℃以上とする請求項1記
    載の鋼帯のロール冷却法。
JP30572788A 1988-12-02 1988-12-02 鋼帯のロール冷却法 Granted JPH02153023A (ja)

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JPH02153023A JPH02153023A (ja) 1990-06-12
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH051333A (ja) * 1991-02-28 1993-01-08 Nisshin Steel Co Ltd 金属ストリツプのロール冷却装置
JPH051332A (ja) * 1991-02-28 1993-01-08 Nisshin Steel Co Ltd 金属ストリツプのロール冷却装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS609835A (ja) * 1983-06-29 1985-01-18 Nippon Kokan Kk <Nkk> ロ−ル冷却設備
JPS6259173A (ja) * 1985-09-06 1987-03-14 Nissan Shatai Co Ltd キヤブオ−バ型自動車のエンジンカバ−

Patent Citations (2)

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